UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL FACULTA REGIONAL ROSARIO

FUNDAMENTOS DE INFORMÁTICA Profesor: Dra. Sonia Benz. Auxiliares: Ing. Evangelina Delfratte - Ing. Patricia Mores

Introducción a la programación. Estructuras algorítmicas.

Elaboración: Ing. Patricia Mores - Ing. Evangelina Delfratte

Fundamentos de Informática – UTN – FRRo – 2011 TABLA DE CONTENIDOS INTRODUCCIÓN. 

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ALGORITMOS. 

3 

CARACTERÍSTICAS DE LOS ALGORITMOS. 

4 

REPRESENTACIÓN DE ALGORITMOS. 

5 

ALGORITMOS. ESTRUCTURAS BÁSICAS. 

7 

OPERADORES LÓGICOS. 

11 

USO DE ARREGLOS MATRICIALES PARA ALMACENAMIENTO DE DATOS. 

11 

ALGORITMOS CUALITATIVOS. EJEMPLOS. 

13 

ESTRUCTURAS DE SECUENCIACIÓN. 

13 

ESTRUCTURAS DE DECISIÓN. 

14 

ESTRUCTURAS DE REPETICIÓN. 

15 

ESTRUCTURAS ANIDADAS. 

16 

ALGORITMOS CUANTITATIVOS. EJEMPLOS. 

17 

ESTRUCTURAS SECUENCIALES. 

17 

ESTRUCTURAS DE SELECCIÓN. 

19 

ESTRUCTURAS DE REPETICIÓN. 

20 

 

 

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Fundamentos de Informática – UTN – FRRo – 2011

INTRODUCCIÓN. El siguiente apunte tiene por objeto orientar al alumno en el aprendizaje de los conceptos generales de la programación mediante ejemplos concretos. Se realizará un avance progresivo en los conceptos utilizando como herramienta el programa Matlab.

ALGORITMOS. En matemáticas, ciencias de la computación y disciplinas relacionadas, un algoritmo es un conjunto ordenado y finito de pasos o instrucciones que permite realizar una actividad mediante pasos sucesivos sin generar dudas a quien deba realizar dicha actividad, conduciendo a la solución de un problema determinado. De esta manera, dados un estado inicial y una entrada, siguiendo los pasos sucesivos se llega a un estado final y se obtiene una solución. En la vida cotidiana, frecuentemente se emplean algoritmos para resolver problemas. Por ejemplo: las instrucciones para el montaje de un equipo, las instrucciones de uso de equipos electrónicos, las técnicas de laboratorio para valorar ácidos, etc. Cualquier proceso que implique un análisis de la situación y una posible solución puede dar lugar a un algoritmo (no necesariamente desde el punto de vista de las ciencias). De esta manera, nos encontrarnos con algoritmos del tipo cualitativos y/ o cuantitativos. Veamos algunos ejemplos: Algoritmo cualitativo

Algoritmo cuantitativo

Problema 1: insertar tarjeta SIM en un Problema 2: calcular el área de un triángulo. celular. Datos: base y altura, unidades de medición. Datos: conjunto de piezas iniciales (celular, tarjeta SIM) o Inicio

o

Inicio

o Abra la tapa de la ranura de la tarjeta SIM. 

o

Ingresar la base

o

Ingresar la altura

o

Calcular el área

o

Mostrar resultado

o

Fin 

o Inserte la tarjeta SIM en la ranura. Asegúrese que el área de contacto de la tarjeta esté orientada hacia arriba y que la esquina biselada esté orientada hacia el dispositivo. 3  

Fundamentos de Informática – UTN – FRRo – 2011

o Presione la tarjeta. o Cierre la tapa de la ranura de la tarjeta.

o Fin En el problema 1 (cualitativo), el algoritmo es preciso solo si se presentan las imágenes orientativas, ya que de lo contrario, el usuario podría mal interpretar el procedimiento y se obtendría un resultado final erróneo. De la misma manera, el problema 2 (cuantitativo) necesita tener la información correspondiente a la base y la altura del triángulo, pero también es necesaria la consistencia dimensional para presentar resultados coherentes. Por lo tanto, se podrían agregar pasos adicionales al procedimiento para evitar errores posteriores. Por ejemplo, 1. Inicio 2. Ingresar la base y unidad de medición. 3. Ingresar la altura y unidad de medición. 4. Verificar que las unidades sean consistentes. Si no lo son, hacer la conversión correspondiente. 5. Calcular el área 6. Mostrar resultado.  7. Fin  Es posible concluir, que un algoritmo puede ser tan detallado como se desee. Además, puede haber diferentes caminos (algoritmos) para alcanzar el mismo objetivo. En estos casos, siempre es conveniente seleccionar el algoritmo más corto, que utilice la menor cantidad de recursos posibles (tiempo, elementos, etc.) para alcanzar el objetivo.

Características de los algoritmos.  Un algoritmo se caracteriza por ser preciso, finito y definido.

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Fundamentos de Informática – UTN – FRRo – 2011

REPRESENTACIÓN

DE ALGORITMOS.

Cualquier algoritmo puede representarse utilizando diferentes tipos de técnicas, tales como: ‐

Pseudocódigo

‐

Diagramas de flujo

‐

Diagramas de Nassi-Shneiderman

‐

Lenguaje natural (español, inglés, etc.)

‐

Fórmulas matemáticas.

El lenguaje natural, empleado en los ejemplos anteriores, en muchas ocasiones puede no ser preciso y dar lugar a ambigüedades. En este curso, trataremos la representación mediante diagramas de flujo y pseudocódigo.

Diagramas de flujo. Los diagramas de flujo son descripciones gráficas de algoritmos, que permiten al programador centrarse en los aspectos lógicos de la solución. Se construyen utilizando ciertos símbolos de uso especial como ser rectángulos, rombos, óvalos, y pequeños círculos. Estos símbolos están conectados entre sí por flechas, conocidas como líneas de flujo para indicar la secuencia de instrucciones. En la siguiente figura se presenta la simbología básica.

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Fundamentos de Informática – UTN – FRRo – 2011

Iniciar/ terminar un algoritmo. Solicitar/ ingresar datos por teclado. Definir pasos, procesos o líneas de instrucción. Decisión. Condición verdadera o falsa.

Imprimir. Enviar resultados a la impresora. Mostrar resultados en pantalla. Conectar líneas de flujo.

Para generar un diagrama de flujo se deben seguir las siguientes reglas: ‐

Los diagramas de flujo deben escribirse de arriba hacia abajo, y/o de izquierda a derecha.

‐

Los símbolos se unen con líneas, las cuales tienen en la punta una flecha que indica la dirección que fluye la información procesos, se deben de utilizar solamente líneas de flujo horizontal o verticales (nunca diagonales).

‐

Se debe evitar el cruce de líneas, para lo cual si se quisiera separar el flujo del diagrama a un sitio distinto, se debe realizar utilizando los conectores correspondientes. Se debe tener en cuenta que solo se van a utilizar conectores cuando sea estrictamente necesario.

‐

No deben quedar líneas de flujo sin conectar.

‐

Todo texto escrito dentro de un símbolo debe ser legible, preciso, evitando el uso de muchas palabras.

‐

Todos los símbolos pueden tener más de una línea de entrada, a excepción del símbolo final.

‐

Solo los símbolos de decisión pueden y deben tener más de una línea de flujo de salida.

Pseudocódigo. Es la técnica que permite expresar la solución de un problema mediante un algoritmo escrito con las palabras normales de un idioma y utilizando palabras imperativas como: inicie, lea, imprima, calcule, finalice, etc. No hay un léxico obligado para el pseudocódigo, pero con el uso cotidiano se han establecido algunos estándares. 6  

Fundamentos de Informática – UTN – FRRo – 2011 Ventajas del pseudocódigo sobre los diagramas de flujo ‐ Ocupan menos espacio en el desarrollo del problema. ‐ Permiten representar de forma fácil operaciones repetitivas complejas. ‐ Es más sencilla la tarea de pasar de pseudocódigo a un lenguaje de programación formal.

Algoritmos. Estructuras básicas.  Cualquier algoritmo con un solo punto de entrada y un solo punto de salida puede seguirse con tres tipos de estructuras de control: ‐ Secuencial. Es aquella que ejecuta las acciones sucesivamente, unas a continuación de otras, sin posibilidad de omitir ninguna. ‐ Selectiva o condicional: Es aquella en la que únicamente se realizan una o varias acciones dependiendo del valor de una condición determinada. Este tipo de estructura, también llamada de decisión, se clasifica en simple, doble o múltiple.

Pseudocódigo

Diagrama de flujo. Selectiva Simple (If - end)

Si condición Instrucción/es Fin si ¿condición? 

si 

Instrucción/es 

no 

Selectiva Doble (If- else - end)

¿condición? 

si 

Instrucción/es1 

Si condición Instrucción/es 1 Sino Instrucción/es 2 Fin si

no 

Instrucción/es2 

 

 

7  

Fundamentos de Informática – UTN – FRRo – 2011 Selectiva múltiple(If – elseif – else - end)

¿condición? 

si 

Instrucción/es1 

no 

¿condición2? 

……

si 

Instrucción/es2 

si 

Instrucción/esn 

no 

… ¿condiciónn? 

Si condición Instrucción/es 1 Sino si condición2 Instrucción/es 2 Sino si condición2 Instrucción/es 2 Sino si condición2 Instrucción/es n . . . Sino Instrucción/es j Fin si

no  Instrucción/esj 

‐ Repetitiva o iterativa: son aquellas en las que las acciones se ejecutan un determinado número de veces y dependen de un valor predefinido o del cumplimiento de una determinada condición lógica. En la siguiente tabla, se presentan tres tipos de estructuras repetitivas: o

Repetir mientras.

o

Repetir hasta

o

Desde-hasta

Diagrama de flujo

Pseudocódigo

Bucle repetir mientras (while-end). La acción se repite mientras la condición sea verdadera. Cuando toma el valor “Falso” sale del bucle. Se utiliza cuando queremos repetir la ejecución de un paso un número indefinido de veces. La acción se ejecutará de 0 a n veces.

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Fundamentos de Informática – UTN – FRRo – 2011 Mientras condición Instrucción/es Fin mientras

¿condición? 

si 

Instrucción/es

no 

Bucle repetir hasta (do while-end). La acción se repite hasta que la condición se haga falsa, saliendo del bucle. La acción se ejecutará al menos una vez. Repetir Instrucciones Hasta que condición Instrucción/es 

¿condición? 

si 

no 

Bucle Desde - Hasta (for-end). Permite ejecutar un bloque de instrucciones un número determinado y conocido de veces. En este tipos de estructuras hay que definir el valor inicial, el paso y el valor final (i=valor inicial:paso:valor final). Siempre que no se indique el paso se asume que es igual a uno (1). Para i=1 hasta i=n (i=1:1:n) Instrucciones Fin para

i=1:1:n 

Instrucción/es 

‐ Estructuras anidadas: en un algoritmo, es posible encontrar estructuras independientes o dependientes (anidadas). Por ejemplo, en el algoritmo de la izquierda los bucles A, B y C son independientes entre sí, mientras que en el algoritmo de la derecha los bucles A y B son dependientes.  

 

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Fundamentos de Informática – UTN – FRRo – 2011 Bucles independientes A=0 Para i=1:1:5 Bucle A  A=A+1 Fin para B=3 Para j= (-1) : (-1): (-3) B=B+j Fin para C=(-5) Mientras C≤(-2) C=C+1 Fin mientras

Bucle A  Bucle B 

Bucles anidados A=0 B=(-5) Para i=1:1:5 A=A+1 Si A2 Y=X+5 Sino 7